在PHP中,開發者需要考慮的東西比較多,從socket的連接、建立、綁定、監聽等都需要開發者自己去操作完成,對於初學者來說,難度方面也挺大的,所以本文的思路如下:
1、socket協議的簡介
2、介紹client與server之間的連接原理
3、PHP中建立socket的過程講解
4、用一個聊天室作為實例詳細講解在PHP中如何使用socket
一、socket協議的簡介
WebSocket是什麼,有什麼優點
WebSocket是一個持久化的協議,這是相對於http非持久化來說的。
舉個簡單的例子,http1.0的生命周期是以request作為界定的,也就是一個request,一個response,對於http來說,本次client與server的會話到此結束;而在http1.1中,稍微有所改進,即添加了keep-alive,也就是在一個http連接中可以進行多個request請求和多個response接受操作。然而在實時通信中,並沒有多大的作用,http只能由client發起請求,server才能返回信息,即server不能主動向client推送信息,無法滿足實時通信的要求。而WebSocket可以進行持久化連接,即client只需進行一次握手,成功後即可持續進行數據通信,值得關注的是WebSocket實現client與server之間全雙工通信,即server端有數據更新時可以主動推送給client端。
二、介紹client與server之間的socket連接原理
1、下面是一個演示client和server之間建立WebSocket連接時握手部分
2、client與server建立socket時握手的會話內容,即request與response
a、client建立WebSocket時向服務器端請求的信息
GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket //告訴服務器現在發送的是WebSocket協議 Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== //是一個Base64 encode的值,這個是浏覽器隨機生成的,用於驗證服務器端返回數據是否是WebSocket助理 Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13 Origin: http://example.com
b、服務器獲取到client請求的信息後,根據WebSocket協議對數據進行處理並返回,其中要對Sec-WebSocket-Key進行加密等操作
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket //依然是固定的,告訴客戶端即將升級的是Websocket協議,而不是mozillasocket,lurnarsocket或者shitsocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= //這個則是經過服務器確認,並且加密過後的 Sec-WebSocket-Key,也就是client要求建立WebSocket驗證的憑證 Sec-WebSocket-Protocol: chat
3、socket建立連接原理圖:
三、PHP中建立socket的過程講解
1、在PHP中,client與server之間建立socket通信,首先在PHP中創建socket並監聽端口信息,代碼如下:
//傳相應的IP與端口進行創建socket操作 function WebSocket($address,$port){ $server = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP); socket_set_option($server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);//1表示接受所有的數據包 socket_bind($server, $address, $port); socket_listen($server); return $server; }
2、設計一個循環掛起WebSocket通道,進行數據的接收、處理和發送
//對創建的socket循環進行監聽,處理數據 function run(){ //死循環,直到socket斷開 while(true){ $changes=$this->sockets; $write=NULL; $except=NULL; /* //這個函數是同時接受多個連接的關鍵,我的理解它是為了阻塞程序繼續往下執行。 socket_select ($sockets, $write = NULL, $except = NULL, NULL); $sockets可以理解為一個數組,這個數組中存放的是文件描述符。當它有變化(就是有新消息到或者有客戶端連接/斷開)時,socket_select函數才會返回,繼續往下執行。 $write是監聽是否有客戶端寫數據,傳入NULL是不關心是否有寫變化。 $except是$sockets裡面要被排除的元素,傳入NULL是”監聽”全部。 最後一個參數是超時時間 如果為0:則立即結束 如果為n>1: 則最多在n秒後結束,如遇某一個連接有新動態,則提前返回 如果為null:如遇某一個連接有新動態,則返回 */ socket_select($changes,$write,$except,NULL); foreach($changes as $sock){ //如果有新的client連接進來,則 if($sock==$this->master){ //接受一個socket連接 $client=socket_accept($this->master); //給新連接進來的socket一個唯一的ID $key=uniqid(); $this->sockets[]=$client; //將新連接進來的socket存進連接池 $this->users[$key]=array( 'socket'=>$client, //記錄新連接進來client的socket信息 'shou'=>false //標志該socket資源沒有完成握手 ); //否則1.為client斷開socket連接,2.client發送信息 }else{ $len=0; $buffer=''; //讀取該socket的信息,注意:第二個參數是引用傳參即接收數據,第三個參數是接收數據的長度 do{ $l=socket_recv($sock,$buf,1000,0); $len+=$l; $buffer.=$buf; }while($l==1000); //根據socket在user池裡面查找相應的$k,即健ID $k=$this->search($sock); //如果接收的信息長度小於7,則該client的socket為斷開連接 if($len<7){ //給該client的socket進行斷開操作,並在$this->sockets和$this->users裡面進行刪除 $this->send2($k); continue; } //判斷該socket是否已經握手 if(!$this->users[$k]['shou']){ //如果沒有握手,則進行握手處理 $this->woshou($k,$buffer); }else{ //走到這裡就是該client發送信息了,對接受到的信息進行uncode處理 $buffer = $this->uncode($buffer,$k); if($buffer==false){ continue; } //如果不為空,則進行消息推送操作 $this->send($k,$buffer); } } } } }
3、以上服務器端完成的WebSocket的前期工作後,就等著client連接進行,client創建WebSocket很簡單,代碼如下:
var ws = new WebSocket("ws://IP:端口"); //握手監聽函數 ws.onopen=function(){ //狀態為1證明握手成功,然後把client自定義的名字發送過去 if(so.readyState==1){ //握手成功後對服務器發送信息 so.send('type=add&ming='+n); } } //錯誤返回信息函數 ws.onerror = function(){ console.log("error"); }; //監聽服務器端推送的消息 ws.onmessage = function (msg){ console.log(msg); } //斷開WebSocket連接 ws.onclose = function(){ ws = false; }
四、聊天室實例代碼
1、PHP部分
<?php error_reporting(E_ALL ^ E_NOTICE); ob_implicit_flush(); //地址與接口,即創建socket時需要服務器的IP和端口 $sk=new Sock('127.0.0.1',8000); //對創建的socket循環進行監聽,處理數據 $sk->run(); //下面是sock類 class Sock{ public $sockets; //socket的連接池,即client連接進來的socket標志 public $users; //所有client連接進來的信息,包括socket、client名字等 public $master; //socket的resource,即前期初始化socket時返回的socket資源 private $sda=array(); //已接收的數據 private $slen=array(); //數據總長度 private $sjen=array(); //接收數據的長度 private $ar=array(); //加密key private $n=array(); public function __construct($address, $port){ //創建socket並把保存socket資源在$this->master $this->master=$this->WebSocket($address, $port); //創建socket連接池 $this->sockets=array($this->master); } //對創建的socket循環進行監聽,處理數據 function run(){ //死循環,直到socket斷開 while(true){ $changes=$this->sockets; $write=NULL; $except=NULL; /* //這個函數是同時接受多個連接的關鍵,我的理解它是為了阻塞程序繼續往下執行。 socket_select ($sockets, $write = NULL, $except = NULL, NULL); $sockets可以理解為一個數組,這個數組中存放的是文件描述符。當它有變化(就是有新消息到或者有客戶端連接/斷開)時,socket_select函數才會返回,繼續往下執行。 $write是監聽是否有客戶端寫數據,傳入NULL是不關心是否有寫變化。 $except是$sockets裡面要被排除的元素,傳入NULL是”監聽”全部。 最後一個參數是超時時間 如果為0:則立即結束 如果為n>1: 則最多在n秒後結束,如遇某一個連接有新動態,則提前返回 如果為null:如遇某一個連接有新動態,則返回 */ socket_select($changes,$write,$except,NULL); foreach($changes as $sock){ //如果有新的client連接進來,則 if($sock==$this->master){ //接受一個socket連接 $client=socket_accept($this->master); //給新連接進來的socket一個唯一的ID $key=uniqid(); $this->sockets[]=$client; //將新連接進來的socket存進連接池 $this->users[$key]=array( 'socket'=>$client, //記錄新連接進來client的socket信息 'shou'=>false //標志該socket資源沒有完成握手 ); //否則1.為client斷開socket連接,2.client發送信息 }else{ $len=0; $buffer=''; //讀取該socket的信息,注意:第二個參數是引用傳參即接收數據,第三個參數是接收數據的長度 do{ $l=socket_recv($sock,$buf,1000,0); $len+=$l; $buffer.=$buf; }while($l==1000); //根據socket在user池裡面查找相應的$k,即健ID $k=$this->search($sock); //如果接收的信息長度小於7,則該client的socket為斷開連接 if($len<7){ //給該client的socket進行斷開操作,並在$this->sockets和$this->users裡面進行刪除 $this->send2($k); continue; } //判斷該socket是否已經握手 if(!$this->users[$k]['shou']){ //如果沒有握手,則進行握手處理 $this->woshou($k,$buffer); }else{ //走到這裡就是該client發送信息了,對接受到的信息進行uncode處理 $buffer = $this->uncode($buffer,$k); if($buffer==false){ continue; } //如果不為空,則進行消息推送操作 $this->send($k,$buffer); } } } } } //指定關閉$k對應的socket function close($k){ //斷開相應socket socket_close($this->users[$k]['socket']); //刪除相應的user信息 unset($this->users[$k]); //重新定義sockets連接池 $this->sockets=array($this->master); foreach($this->users as $v){ $this->sockets[]=$v['socket']; } //輸出日志 $this->e("key:$k close"); } //根據sock在users裡面查找相應的$k function search($sock){ foreach ($this->users as $k=>$v){ if($sock==$v['socket']) return $k; } return false; } //傳相應的IP與端口進行創建socket操作 function WebSocket($address,$port){ $server = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP); socket_set_option($server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);//1表示接受所有的數據包 socket_bind($server, $address, $port); socket_listen($server); $this->e('Server Started : '.date('Y-m-d H:i:s')); $this->e('Listening on : '.$address.' port '.$port); return $server; } /* * 函數說明:對client的請求進行回應,即握手操作 * @$k clien的socket對應的健,即每個用戶有唯一$k並對應socket * @$buffer 接收client請求的所有信息 */ function woshou($k,$buffer){ //截取Sec-WebSocket-Key的值並加密,其中$key後面的一部分258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11字符串應該是固定的 $buf = substr($buffer,strpos($buffer,'Sec-WebSocket-Key:')+18); $key = trim(substr($buf,0,strpos($buf,"\r\n"))); $new_key = base64_encode(sha1($key."258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11",true)); //按照協議組合信息進行返回 $new_message = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"; $new_message .= "Upgrade: websocket\r\n"; $new_message .= "Sec-WebSocket-Version: 13\r\n"; $new_message .= "Connection: Upgrade\r\n"; $new_message .= "Sec-WebSocket-Accept: " . $new_key . "\r\n\r\n"; socket_write($this->users[$k]['socket'],$new_message,strlen($new_message)); //對已經握手的client做標志 $this->users[$k]['shou']=true; return true; } //解碼函數 function uncode($str,$key){ $mask = array(); $data = ''; $msg = unpack('H*',$str); $head = substr($msg[1],0,2); if ($head == '81' && !isset($this->slen[$key])) { $len=substr($msg[1],2,2); $len=hexdec($len);//把十六進制的轉換為十進制 if(substr($msg[1],2,2)=='fe'){ $len=substr($msg[1],4,4); $len=hexdec($len); $msg[1]=substr($msg[1],4); }else if(substr($msg[1],2,2)=='ff'){ $len=substr($msg[1],4,16); $len=hexdec($len); $msg[1]=substr($msg[1],16); } $mask[] = hexdec(substr($msg[1],4,2)); $mask[] = hexdec(substr($msg[1],6,2)); $mask[] = hexdec(substr($msg[1],8,2)); $mask[] = hexdec(substr($msg[1],10,2)); $s = 12; $n=0; }else if($this->slen[$key] > 0){ $len=$this->slen[$key]; $mask=$this->ar[$key]; $n=$this->n[$key]; $s = 0; } $e = strlen($msg[1])-2; for ($i=$s; $i<= $e; $i+= 2) { $data .= chr($mask[$n%4]^hexdec(substr($msg[1],$i,2))); $n++; } $dlen=strlen($data); if($len > 255 && $len > $dlen+intval($this->sjen[$key])){ $this->ar[$key]=$mask; $this->slen[$key]=$len; $this->sjen[$key]=$dlen+intval($this->sjen[$key]); $this->sda[$key]=$this->sda[$key].$data; $this->n[$key]=$n; return false; }else{ unset($this->ar[$key],$this->slen[$key],$this->sjen[$key],$this->n[$key]); $data=$this->sda[$key].$data; unset($this->sda[$key]); return $data; } } //與uncode相對 function code($msg){ $frame = array(); $frame[0] = '81'; $len = strlen($msg); if($len < 126){ $frame[1] = $len<16?'0'.dechex($len):dechex($len); }else if($len < 65025){ $s=dechex($len); $frame[1]='7e'.str_repeat('0',4-strlen($s)).$s; }else{ $s=dechex($len); $frame[1]='7f'.str_repeat('0',16-strlen($s)).$s; } $frame[2] = $this->ord_hex($msg); $data = implode('',$frame); return pack("H*", $data); } function ord_hex($data) { $msg = ''; $l = strlen($data); for ($i= 0; $i<$l; $i++) { $msg .= dechex(ord($data{$i})); } return $msg; } //用戶加入或client發送信息 function send($k,$msg){ //將查詢字符串解析到第二個參數變量中,以數組的形式保存如:parse_str("name=Bill&age=60",$arr) parse_str($msg,$g); $ar=array(); if($g['type']=='add'){ //第一次進入添加聊天名字,把姓名保存在相應的users裡面 $this->users[$k]['name']=$g['ming']; $ar['type']='add'; $ar['name']=$g['ming']; $key='all'; }else{ //發送信息行為,其中$g['key']表示面對大家還是個人,是前段傳過來的信息 $ar['nrong']=$g['nr']; $key=$g['key']; } //推送信息 $this->send1($k,$ar,$key); } //對新加入的client推送已經在線的client function getusers(){ $ar=array(); foreach($this->users as $k=>$v){ $ar[]=array('code'=>$k,'name'=>$v['name']); } return $ar; } //$k 發信息人的socketID $key接受人的 socketID ,根據這個socketID可以查找相應的client進行消息推送,即指定client進行發送 function send1($k,$ar,$key='all'){ $ar['code1']=$key; $ar['code']=$k; $ar['time']=date('m-d H:i:s'); //對發送信息進行編碼處理 $str = $this->code(json_encode($ar)); //面對大家即所有在線者發送信息 if($key=='all'){ $users=$this->users; //如果是add表示新加的client if($ar['type']=='add'){ $ar['type']='madd'; $ar['users']=$this->getusers(); //取出所有在線者,用於顯示在在線用戶列表中 $str1 = $this->code(json_encode($ar)); //單獨對新client進行編碼處理,數據不一樣 //對新client自己單獨發送,因為有些數據是不一樣的 socket_write($users[$k]['socket'],$str1,strlen($str1)); //上面已經對client自己單獨發送的,後面就無需再次發送,故unset unset($users[$k]); } //除了新client外,對其他client進行發送信息。數據量大時,就要考慮延時等問題了 foreach($users as $v){ socket_write($v['socket'],$str,strlen($str)); } }else{ //單獨對個人發送信息,即雙方聊天 socket_write($this->users[$k]['socket'],$str,strlen($str)); socket_write($this->users[$key]['socket'],$str,strlen($str)); } } //用戶退出向所用client推送信息 function send2($k){ $this->close($k); $ar['type']='rmove'; $ar['nrong']=$k; $this->send1(false,$ar,'all'); } //記錄日志 function e($str){ //$path=dirname(__FILE__).'/log.txt'; $str=$str."\n"; //error_log($str,3,$path); //編碼處理 echo iconv('utf-8','gbk//IGNORE',$str); } } ?>
2、client部分
<!doctype html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, user-scalable=no"/> <title>HTML5 websocket 網頁聊天室 javascript php</title> <style type="text/css"> body,p{margin:0px; padding:0px; font-size:14px; color:#333; font-family:Arial, Helvetica, sans-serif;} #ltian,.rin{width:98%; margin:5px auto;} #ltian{border:1px #ccc solid;overflow-y:auto; overflow-x:hidden; position:relative;} #ct{margin-right:111px; height:100%;overflow-y:auto;overflow-x: hidden;} #us{width:110px; overflow-y:auto; overflow-x:hidden; float:right; border-left:1px #ccc solid; height:100%; background-color:#F1F1F1;} #us p{padding:3px 5px; color:#08C; line-height:20px; height:20px; cursor:pointer; overflow:hidden; white-space:nowrap; text-overflow:ellipsis;} #us p:hover,#us p:active,#us p.ck{background-color:#069; color:#FFF;} #us p.my:hover,#us p.my:active,#us p.my{color:#333;background-color:transparent;} button{float:right; width:80px; height:35px; font-size:18px;} input{width:100%; 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var users={}; var url='ws://127.0.0.1:8000'; var so=false,n=false; var lus=A.$('us'),lct=A.$('ct'); function st(){ n=prompt('請給自己取一個響亮的名字:'); n=n.substr(0,16); if(!n){ return ; } //創建socket,注意URL的格式:ws://ip:端口 so=new WebSocket(url); //握手監聽函數 so.onopen=function(){ //狀態為1證明握手成功,然後把client自定義的名字發送過去 if(so.readyState==1){ so.send('type=add&ming='+n); } } //握手失敗或者其他原因連接socket失敗,則清除so對象並做相應提示操作 so.onclose=function(){ so=false; lct.appendChild(A.$$('<p class="c2">退出聊天室</p>')); } //數據接收監聽,接收服務器推送過來的信息,返回的數據給msg,然後進行顯示 so.onmessage=function(msg){ eval('var da='+msg.data); var obj=false,c=false; if(da.type=='add'){ var obj=A.$$('<p>'+da.name+'</p>'); lus.appendChild(obj); cuser(obj,da.code); obj=A.$$('<p><span>['+da.time+']</span>歡迎<a>'+da.name+'</a>加入</p>'); c=da.code; }else if(da.type=='madd'){ mkey=da.code; da.users.unshift({'code':'all','name':'大家'}); for(var i=0;i<da.users.length;i++){ var obj=A.$$('<p>'+da.users[i].name+'</p>'); lus.appendChild(obj); if(mkey!=da.users[i].code){ cuser(obj,da.users[i].code); }else{ obj.className='my'; document.title=da.users[i].name; } } obj=A.$$('<p><span>['+da.time+']</span>歡迎'+da.name+'加入</p>'); users.all.className='ck'; } if(obj==false){ if(da.type=='rmove'){ var obj=A.$$('<p class="c2"><span>['+da.time+']</span>'+users[da.nrong].innerHTML+'退出聊天室</p>'); lct.appendChild(obj); users[da.nrong].del(); delete users[da.nrong]; }else{ da.nrong=da.nrong.replace(/{\\(\d+)}/g,function(a,b){ return '<img src="sk/'+b+'.gif">'; }).replace(/^data\:image\/png;base64\,.{50,}$/i,function(a){ return '<img src="'+a+'">'; }); //da.code 發信息人的code if(da.code1==mkey){ obj=A.$$('<p class="c3"><span>['+da.time+']</span><a>'+users[da.code].innerHTML+'</a>對我說:'+da.nrong+'</p>'); c=da.code; }else if(da.code==mkey){ if(da.code1!='all') obj=A.$$('<p class="c3"><span>['+da.time+']</span>我對<a>'+users[da.code1].innerHTML+'</a>說:'+da.nrong+'</p>'); else obj=A.$$('<p><span>['+da.time+']</span>我對<a>'+users[da.code1].innerHTML+'</a>說:'+da.nrong+'</p>'); c=da.code1; }else if(da.code==false){ obj=A.$$('<p><span>['+da.time+']</span>'+da.nrong+'</p>'); }else if(da.code1){ obj=A.$$('<p><span>['+da.time+']</span><a>'+users[da.code].innerHTML+'</a>對'+users[da.code1].innerHTML+'說:'+da.nrong+'</p>'); c=da.code; } } } if(c){ obj.children[1].onclick=function(){ users[c].onclick(); } } lct.appendChild(obj); lct.scrollTop=Math.max(0,lct.scrollHeight-lct.offsetHeight); } } A.$('sd').onclick=function(){ if(!so){ return st(); } var da=A.$('nrong').value.trim(); if(da==''){ alert('內容不能為空'); return false; } A.$('nrong').value=''; so.send('nr='+esc(da)+'&key='+key); } A.$('nrong').onkeydown=function(e){ var e=e||event; if(e.keyCode==13){ A.$('sd').onclick(); } } function esc(da){ da=da.replace(/</g,'<').replace(/>/g,'>').replace(/\"/g,'"'); return encodeURIComponent(da); } function cuser(t,code){ users[code]=t; t.onclick=function(){ t.parentNode.children.rcss('ck',''); t.rcss('','ck'); key=code; } } A.$('ltian').style.height=(document.documentElement.clientHeight - 70)+'px'; st(); var bq=A.$('imgbq'),ems=A.$('ems'); var l=80,r=4,c=5,s=0,p=Math.ceil(l/(r*c)); 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